탄소포집저장 CCS 기술은 온실가스 배출을 줄이기 위한 핵심 기술로 전 세계적으로 주목받고 있습니다. CCS(Carbon Capture and Storage)는 대규모 배출원에서 발생하는 이산화탄소를 포집하여 지하에 안전하게 저장하는 일련의 과정을 의미합니다. 국제에너지기구는 2050년 탄소중립 달성을 위해 전체 감축량의 15~18%를 탄소포집저장 기술로 해결해야 한다고 밝혔습니다. 화석연료 의존도를 급격히 낮추기 어려운 현실에서 CCS는 실용적인 대안으로 평가받고 있습니다. 이 글에서는 탄소포집저장 기술의 원리와 국내외 프로젝트 사례, 관련 기업 정보까지 상세히 안내해드립니다.
- 1. 탄소포집저장 CCS 기술의 개념과 원리
- 2. CCS 기술의 3단계 프로세스
- 3. 국내외 CCS 프로젝트 사례와 현황
- 4. CCS 관련 기업과 투자 전망
- 5. 자주 묻는 질문 (FAQ)
탄소포집저장 CCS 기술의 개념과 원리
탄소포집저장 CCS는 화석연료 발전소나 산업시설에서 배출되는 이산화탄소를 대기 중으로 방출하기 전에 포집하여 영구적으로 저장하는 기술입니다. IPCC는 CCS를 산업 및 에너지 공급원으로부터 이산화탄소를 분리하여 저장 위치로 운송한 후 대기로부터 장기간 격리하는 프로세스로 정의하고 있습니다. 전 세계 온실가스의 70% 이상을 차지하는 이산화탄소를 직접적으로 감축할 수 있어 탄소중립 달성의 현실적인 대안으로 평가받고 있습니다.
CCS 기술은 1996년 노르웨이 슬라이프너 해상 가스전 프로젝트를 시작으로 상업적으로 활용되기 시작했습니다. 2022년 기준 전 세계적으로 연간 약 4,600만 톤의 이산화탄소가 포집되어 저장되었으며, 2030년까지 연간 2억 5,400만 톤 규모로 확대될 전망입니다. 현재 전 세계에서 27개의 CCS 프로젝트가 상업 운전 중이며, 100여 개의 프로젝트가 개발 단계에 있습니다.
CCUS는 CCS에 활용(Utilization) 개념을 추가한 기술로, 포집된 이산화탄소를 산업적으로 재활용하는 방식입니다. 포집된 탄소를 건축자재나 화학제품의 원료로 전환하여 경제적 가치를 창출할 수 있습니다. 정부24를 통해 국내 CCUS 관련 정책과 지원 사업에 대한 상세 정보를 확인할 수 있습니다.
CCS 기술의 3단계 프로세스
탄소포집저장 기술은 크게 포집, 운송, 저장의 3단계로 구성되며 각 단계마다 특화된 기술이 적용됩니다. 포집 비용이 전체 CCS 비용의 약 70~80%를 차지하기 때문에 포집 효율을 높이는 것이 경제성 확보의 핵심입니다. 현재 습식 공정, 건식 공정, 분리막 공정 등 다양한 포집 기술이 연구 개발되고 있습니다.
| 단계 | 주요 기술 | 특징 |
|---|---|---|
| 포집(Capture) | 습식/건식 흡착, 분리막 | 연소 전후 이산화탄소 분리, 비용의 70~80% 차지 |
| 운송(Transport) | 파이프라인, 선박 | 액체 상태로 압축하여 장거리 운송 |
| 저장(Storage) | 지하 800m 이상 주입 | 고갈 유가스전, 심부 염수층에 영구 격리 |
포집된 이산화탄소는 파이프라인이나 선박을 통해 저장소로 운송됩니다. 천연가스와 석유를 장거리 운송하는 것과 동일한 기술이 적용되며, 액체 상태로 압축하여 효율적으로 이동시킵니다. 최종적으로 지하 800미터 이상 깊이의 고갈된 유전이나 가스전, 심부 염수층에 주입하여 대기로 재방출되지 않도록 영구적으로 격리합니다.
국내외 CCS 프로젝트 사례와 현황
전 세계적으로 탄소포집저장 프로젝트가 활발하게 진행되고 있으며, 주요 선진국들은 대규모 투자를 통해 기술 개발을 가속화하고 있습니다. 미국은 인플레이션감축법을 통해 CCS 분야에 약 120억 달러 이상을 지원하고 있으며, 유럽연합도 CCS 혁신 기금을 통한 프로젝트 지원을 지속적으로 확대하고 있습니다.
- 노르웨이 슬라이프너 프로젝트: 1996년부터 운영 중인 세계 최초의 상업적 CCS 프로젝트로, 해상 가스전에서 연간 약 100만 톤의 이산화탄소를 포집하여 해저 지층에 저장하고 있습니다. 온실가스 배출 저감 목적의 CCS 사업의 성공적인 모델로 평가받고 있습니다.
- 캐나다 바운더리댐 프로젝트: 석탄화력발전소에 CCS 기술을 적용한 대표적인 사례로, 연간 약 100만 톤의 이산화탄소를 포집하여 인근 유전의 석유회수증진에 활용하고 있습니다.
- 호주 고르곤 프로젝트: 세계 최대 규모의 탄소포집 프로젝트로 2016년부터 운영되며, 액화천연가스 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집하여 지하 2,000미터 이상 깊이에 저장하고 있습니다.
- 노르웨이 노던라이츠 프로젝트: 2025년 6월부터 글로벌 에너지 기업들이 참여하여 북해 오로라 탄소저장층에 1억 2천만 톤 규모의 이산화탄소 저장을 목표로 고객사 모집을 시작했습니다.
국내에서도 탄소포집저장 기술 개발이 적극적으로 추진되고 있습니다. 한국중부발전 보령화력본부에서는 2019년부터 연간 약 7만 톤의 이산화탄소를 포집할 수 있는 10MW급 실증 플랜트를 운영 중이며, 한국전력연구원이 개발한 흡수제 KoSol은 에너지를 43% 절감하고 흡수제 손실량을 90% 줄이는 성과를 거두었습니다. 탄소중립 정책과 녹색 기술을 통해 추가 정보를 확인할 수 있습니다.
CCS 관련 기업과 투자 전망
탄소포집저장 시장이 성장하면서 관련 기업들에 대한 투자 관심도 높아지고 있습니다. 국내에서는 KC코트렐, KC그린홀딩스, 그린케미칼, 에코바이오, DL이앤씨 등이 CCS 기술을 보유하거나 관련 사업을 추진하고 있습니다. KC코트렐은 10MW급 연소 후 건식 이산화탄소 포집기술 고도화 국책과제를 수행했으며, 최근 CCUS 장비를 인도에 수출하는 등 글로벌 시장에서도 기술력을 인정받고 있습니다.
해외에서는 엑슨모빌, 셰브론, 옥시덴탈 페트롤리움 등 대형 석유 기업들이 CCS 기술 개발에 적극 투자하고 있습니다. 옥시덴탈은 2023년 약 11억 달러를 투자하여 대기 중 이산화탄소를 직접 포집하는 DAC 기술 기업 카본엔지니어링을 인수했습니다. 일론 머스크는 CCUS 기술 개발에 1억 달러의 상금을 걸었으며, 화석연료 산업과 공존하면서 이산화탄소 감축을 돕는 현실적인 방법으로 평가하고 있습니다.
우리나라 정부는 2030년까지 연간 약 1,120만 톤의 온실가스를 CCUS 기술로 감축한다는 목표를 세우고 있습니다. 2025년 이산화탄소 포집·수송·저장 및 활용에 관한 법률 제정안이 국회 본회의를 통과하면서 산업계의 환영을 받았습니다. 국토교통부에서는 CCS 저장소 확보를 위한 동해 폐가스전 탐사 등 다양한 정책을 추진하고 있습니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
Q1. CCS 기술과 CCUS 기술의 차이는 무엇인가요?
CCS는 포집한 이산화탄소를 지하에 저장하는 기술이고, CCUS는 저장과 함께 산업적 활용까지 포함하는 개념입니다. CCUS는 포집된 탄소를 건축자재나 화학제품 원료로 전환하여 경제적 가치를 창출할 수 있습니다.
Q2. 탄소포집저장 비용은 얼마나 드나요?
현재 진행 중인 프로젝트의 이산화탄소 톤당 저장비용은 22달러에서 253달러 수준으로 확인됩니다. 포집 비용이 전체의 70~80%를 차지하며, 기술 발전에 따라 비용은 지속적으로 감소할 것으로 전망됩니다.
Q3. CCS 기술로 저장한 이산화탄소는 안전한가요?
지하 800미터 이상 깊이의 지질학적으로 안정된 지층에 저장하며, 장기 모니터링 시스템을 통해 안전성을 관리합니다. 노르웨이 슬라이프너 프로젝트는 1996년부터 안전하게 운영되며 검증된 저장 기술을 보여주고 있습니다.
Q4. 국내 CCS 상용화는 언제 가능한가요?
정부는 2030년까지 연간 1,120만 톤 규모의 탄소포집저장 목표를 설정했습니다. 현재 보령화력 10MW급 실증 플랜트가 운영 중이며, 2025년 CCUS법 제정으로 상용화를 위한 법적 기반이 마련되었습니다.
마무리
탄소포집저장 CCS 기술은 탄소중립 달성을 위한 핵심 수단으로 자리잡고 있습니다. 전 세계적으로 대규모 투자가 이루어지고 있으며, 국내에서도 2025년 CCUS법 제정으로 기술 개발과 상용화를 위한 법적 기반이 마련되었습니다. 포집, 운송, 저장의 3단계 프로세스를 통해 온실가스를 직접적으로 감축할 수 있어 화석연료 의존도가 높은 산업 분야에서 실용적인 대안이 되고 있습니다.
국내외 다양한 프로젝트 사례와 관련 기업들의 기술 개발 현황을 지속적으로 모니터링하는 것이 중요합니다. CCS 기술은 아직 상용화 초기 단계이지만, 정부의 적극적인 지원과 글로벌 에너지 기업들의 투자 확대로 빠르게 발전하고 있습니다. 추가 정보가 필요하신 분들은 댓글로 질문을 남겨주시면 상세히 안내해드리겠습니다.